水溶性山药多糖免疫和抗结肠癌活性的初步研究

山药(Dioscorea opposita)为多年生草本植物,是著名的传统食药同源植物之一,在许多领域被广泛作为食品原料使用。由于山药产量大、具有多种生物活性而在科研中备受关注。众多研究表明,山药具有许多生物活性的主要功效成分是山药多糖。因此,本课题主要初步研究水溶性山药多糖的体内和体外免疫活性及抗结肠癌细胞增殖活性。本研究工作的主要研究结果如下:(1)水溶性山药多糖具有体外免疫活。实验结果表明,在50μg/mL这一剂量水平下,T淋巴细胞增殖作用增加150%,巨噬细胞吞噬作用提高18%,自然杀伤细胞活性提高47%;在脾细胞中水溶性山药多糖也增加白细胞介素-2和干扰素-γ的分泌水平(从41.4和24.6到48.8和91.5 pg/mL),但降低白细胞介素-4的分泌水平(从38.9到27.9 pg/mL);同样,在巨噬细胞中水溶性山药多糖激活诱导型一氧化氮合酶和溶菌酶,并且分别提高白细胞介素-6、白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α的分泌水平(26.6、73.4和39.6至60.2、131.0和144.7 pg/m L)。总体上看,水溶性山药多糖激活免疫细胞并调节免疫分子的分泌水平,且呈现有剂量依赖关系。(2)热处理和体内消化不影响水溶性山药多糖的免疫活性。水溶性山药多糖(50μg/m L)经过热、酸和酶处理后,分析其对3个免疫细胞(T淋巴细胞、自然杀伤细胞和巨噬细胞)、6个细胞因子和2个免疫相关酶的影响。结果表明,水溶性山药多糖在100 oC处理30-60min、模拟胃酸处理1-2 h、两个蛋白酶和两个淀粉酶处理1-3 h对其免疫活性影响不显著(P>0.05);而3 mol/L HCl溶液处理水溶性山药多糖3-6 h后,免疫活性显著降低(P<0.05)。所以,水溶性山药多糖在热处理和体内消化后可以保持其免疫活性,而3 mol/L HCl处理后使其免疫活性降低。(3)水溶性山药多糖具有体内免疫活性。在正常小鼠中,水溶性山药多糖高剂量(500mg/kg)使脾脏和胸腺指数增加22-42%,巨噬细胞吞噬作用、T淋巴细胞增殖和自然杀伤细胞活性增加18-53%;在脾细胞中使白细胞介素-2和干扰素-γ分泌水平增加42-45%,在巨噬细胞中使白细胞介素-6、白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α、诱导型一氧化氮合酶和溶菌酶分泌水平增加40-219%,血清中使分泌的免疫球蛋白Ig M、Ig A和Ig G也增加44-51%。同样,在环磷酰胺处理免疫低下小鼠中,水溶性山药多糖能够恢复小鼠的免疫功能。水溶性山药多糖高剂量(500 mg/kg)增强脾脏和胸腺指数到85-172%,巨噬细胞吞噬作用、T淋巴细胞增殖和自然杀伤细胞活性增加24-98%,脾细胞分泌的白细胞介素-2和干扰素-γ增加44-109%,巨噬细胞分泌的白细胞介素-6、白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α、诱导型一氧化氮合酶和溶菌酶增加53-287%,而血清中分泌的免疫球蛋白Ig M、Ig A和Ig G增加24-69%。这些结果表明,水溶性山药多糖具有体内免疫活性,可以改善正常小鼠的免疫功能,也能够恢复免疫低下小鼠的免疫功能。(4)水溶性山药多糖发酵后具有体外抗癌活性。实验结果表明,单独的水溶性山药多糖呈现出较弱的抗结肠癌增殖作用,但将水溶性山药多糖加入粪便提取物体外发酵后,发酵液生成更多的乙酸、丁酸和乳酸尤其是丁酸,从而使发酵液对结肠癌细胞HCT-116显现出强的抗增殖作用,综合结果说明水溶性山药多糖对结肠癌细胞HCT-116增殖具有抑制作用。综上所述,水溶性山药多糖具有体外免疫活性,可恢复环磷酰胺诱导免疫低下小鼠的免疫功能,同时发酵后具有抗结肠癌细胞增殖作用。